《结构化学》(周公度教材第三版)第五章习题及答案.pdf

结构化学第五章习题5 0 0 1N F 3 和 N H 3 分子中，键角NFNF比/HNH要(a),这是因为(b)5 0 0 2写出下列分子的结构式(标明单键和多重键等键型)和立体构型：(l)AL Ck，H N 3,(3)F e(CO)3 0 4-C4 H 4)，(4)X eO F4,(5)X eF45 0 0 3NH3和PH3分子键角值大者为 分子5 0 0 4用价电子对互斥理论推断：P F 4+的构型为,中心原子采用的杂化轨道为：X eF 4 的构型为,中心原子采用的杂化轨道为.5 0 0 5写出下述分子中中心原子的杂化方式及分子的几何构型：H gCl2：Co(CO)4-：BF3：N i(CN)42，5 0 0 6s p 2(s,P x，p.v)等性杂化轨道中，若 弘 和 x轴平行，/2 和 y轴成3 0 ,甲,犷2，5互 成 1 2 0 o 请写出满足正交归一化条件的三个杂化轨道表达式：%：%:%-05 0 0 73 的键角为1 1 6.8 ,若用杂化轨道p=c i 少2S+QW2 P 描述中心O原子的成键轨道，试按键角与轨道成分关系式8$9 2 色2,计算：(1)成键杂化轨道中。

和 C2 值；(2)勿2 s 和犷2 P 轨道在杂化轨道产中所占的比重5 0 0 8已 知 H2O 的键角为1 0 4.5 ,O原子进行了不等性s p 3 杂化，其中两个与氢原子成键的杂化轨道中，O原子的p成分的贡献为：-()(A)0.2 1 (B)0.80 (C)0.5 (D)0.75(已知键角和轨道成分的关系式为CO S 6=-C|2/C2 2)5 0 0 9实验测得乙烯(C2 H 4)分子/CCH=1 2 1.7,Z H CH=1 1 6.6 ,分子处在孙平面，C=C轴和X 轴平行试计算C原 子 s p 2 杂化轨道的系数已知键角和轨道成分的关系式为CO S 9=2/C2 2)5 0 1 1判断：在形成C H4分子的过程中，C 原子的2 p轨道和H原子的1 5 轨道组合成s/杂化轨道)5 0 1 2s p 2 等性杂化是指同一杂化轨道中s 成分和p成分相等这一说法是否正确？5 0 1 3等性的d s p 3 杂化的杂化轨道波函数的一般形式为：-()(A)=4记 八+V 1 72 K+V T 7 5%(B)=l/2 s+l/4 p+l/3 d(C)=l/6 s+l/2/p +l/3 d(D)S+VT76 匕+&75 必5 0 1 5杂化轨道是：-()(A)两个原子的原子轨道线性组合形成一组新的原子轨道(B)两个分子的分子轨道线性组合形成一组新的分子轨道(C)两个原子的原子轨道线性组合形成一组新的分子轨道(D)一个原子的不同类型的原子轨道线性组合形成的一组新的原子轨道5 0 1 6定域分子轨道模型和价键理论对于成键区电子运动的描述是完全相同的。

这一说法是否正确？5 0 1 8写出下列分子休克尔行列式用工表示，x=(a-E)/仇自己给原子编号)(1)C H3C H C H C H3(2)C H2C H C H C H2 CH2HC/II IHC-CCH25 0 1 9已知烯丙基阳离子的三个西子轨道为：(A=l/2,B=l/、历)4=A Q、+B(p2+A/%=峪-碑3W =A(p B(p/A(p3问亲电反应发生在哪个原子上：-()(A)1 (B)2 (C)3 (D)1,3 (E)1,2,35 0 2 0H u ck el 行列式有以下几个特点：(A)行列式的阶由参加离域大藻的原子数决定(B)行列式的主对角元为a-E(C)行列式的非对角元为6 和 0,且用I勺分布总是紧挨着主对角元a-E(D)如有杂原子参加，诸a,夕须分别标记清楚上述说法有错误的是：-()5 0 2 1试用HMO法求丙二烯双自由基He一C C H的(1)电子分子轨道能级能量；(2)离域能；(3)分子轨道波函数；(4)键键级5 0 2 2在三次甲基甲烷分子中，中心C 原子与邻近三个次甲基组成大兀键试证明中心C 原子的键级为4.7 3 25 0 2 4环丙烯基的三个C 原子各位于等边三角形的顶点上，刀分子轨道可用C 原子的2 p：轨道的线性组合，用 H u c k e l MO法确定该施的波函数和能级。

5 0 2 5用 HMO法计算HC-C-C H双自由基的左电子的分子轨道和能量，并作出分子图5 0 2 6若环丁二烯是平面正方形构型，用 HMO求其期子能级及其最低能级的分子轨道5 0 2 7试用HMO法求环丁二烯C4 H 4 的砂子轨道和能级，再求其共轨能，由此预测:(1)该分子的稳定性如何(需要简单说明)；(2)该分子的基态是三重态还是单态？5 0 2 8画出下列久期行列式对应的共轨分子碳原子骨架:X0110X01=010X()110X x=(a-E)/?5 0 2 9利用分子的对称性，求环丁二烯分子的大兀键分子轨道和能量5 0 3 0求烯丙基阳离子(CH 2 c H e 氏)+的电荷密度、键级、自由价和分子图已知:i i%=5 9+工+泮V2 V2%=彳9 I-7 夕 31 V2 1叭=”一_+耳 3 35 0 3 1乙烯的吸收光谱源大约为1 9 3?nm,而丁二烯的加大约为2 1 7?n m1)用 HMO法计算出乙烯和丁二烯能级；(2)根据以上结果，定性说明为什么源大(丁二烯)源大(乙烯)(设丁二烯、乙烯中的烦目等)(3)用前线轨道理论讨论，在加热条件下，顺一丁二烯和乙烯二分子进行环加成的可能性如何？5 0 3 2用 HMO求烯丙基分子(CH 2 士 C H-C H2)万电子能级和分子轨道。

5 0 3 3用 H u c k e l MO法，求烯丙基的(1)万电子能级；(2)分子轨道；(3)电荷密度；(4)键级5 0 3 5已知丁二烯的四个兀分子轨道为：%=A.+B(p2+%+A%=B Q +A(p1-Ai/)3 一 B R%=B Q -A(p2-A/+B(pa必=A(pB(p2+即 3 -A%则其第一激发态的键级丹2,尸 2 3 为何者？(凝 级)-()P2 2 3(A)2AB 2B2(B)4AB2(A2+B2)(C)4AB2(8 2/2)(D)02(B2+A2)(E)2ABB2+A25036基态丁二烯有一电子从最高成键轨道激发到最低反键轨道，求此激发态丁二烯的电荷密度、键级、自由价和分子图已知：Iff 0.3717(p、+0.6515(p+0.6515(py+0.3717(p3%=0.6015+0.3717%-0.3 7 1 7 0.6 0 1 5%=0.6015 例-0.3717(p2-0.3717(/),+0.6015%y/4=0.3717%0.6515(p2+0.6515(p3-0.3717 R5037在 HMO法中是因为外与R 正交归一这种说法是否正确？5038(1)写出N3-的儿何构型、成键情况；(2)用 HMO法计算出用-中离域溜的离域能(不用公式直接代)；(3)写出N3-中离域键的波函数形式。

5039试用HMO法计算基态戊二烯基负离子的总能量和离域能5040用 HMO法处理环戊二烯基负离子，其久期方程的解4-2,-0.618,-0.618,1.618,1.618求：(1)n;键能，(2)离域能5041用 HMO法对丁二烯进行分析，计算用a和尸表示的轨道能级，已知丁二烯最前二个光电子谱带是9.03?e V 和 11.46?e V,计算 值5042在用HMO法计算共规分子各碳原子的自由价时，都以三次甲基甲烷自由基中心碳原子的总键级4.732为最大成键度现发现双自由基H C=C=C H 中心碳原子的成键度更大，请用HMO法计算之5048已知富烯的三个能量最低的兀轨道为：W 1=0.245 0+0.523 次+0.4293+4)+0.385(如+击)W 2=06(0+色)-0.5(如+德)W 3=0.602(如强)+0.372(如我)若用亲核试剂与其反应，则反应位在：-()(A)1 (B)2(C)3,6 (D)4,5(E)都可能5049用 HMO法计算H2、cc，zcH2H2尸C L/、CIC分子的成尢道能级以及基态时的离域能5050已解得苯分子的三个已占兀分子轨道如下，试求苯的分子图。

W 1=1/(a+&+病+a+缶+四)W2=1/A/12(2 a+0-强-2%-强+四)忆=1/4 (&+由-右-匐5051试用HMO法确定基态戊二烯基负离子的HOM O和 LUM O波函数，并标出这两个轨道的节面位置5 0 5 2由HMO法计算可得环戊二烯基的五个磁L道的能量分别为:E i=a+2#,E 2=E 3=a+0.6 1 8夕,&=E=a-1.6 1 8氏 试求基组态时的最高占有轨道波函数，并标出节面位置5 0 5 3试给出该共辗分子的结构式(只画出骨 架)在 用HMO法处理某共朝分子时，它的久期行列式为:x 1 0 0 1 01 x 1 0 0 00 1 x 1 0 0=00 0 1 x 1 01 0 0 1 x 10 0 0 0 1 x5 0 5 4试 用HMO法计算环丁二烯基组态时的离域能5 0 5 5 试用HMO法计算C H2=CHC H=C H C H 2基态次高被占轨道的斓L道波函数5 0 5 6氯 乙 烯(C H 2 c H e 1)中，大淄是,该分子属于 点群5 0 5 7下列分子含有什么离域施？(1)H C三C C三C H；(2)H C三C C三C C l；(3)C6H5O-;(4)C6H5co e(5)B F35 0 5 82,4,6-三硝基苯酚是平面分子，存 在 离 域 逸，它是：-()(A)17；(B)(C)(E)0 o5071已 知CL分子的键能为242 k J/m o l,而C 1原 子 和CL分子的第一电离能分别为1250kJ/mol和1085 k J/m o l,试 计 算CL卡 的键能。

5072当9a，.代表a原 子 的i原子轨道时，u是.()1=15073如果把苯分子的6个乃电子看作是在一个半径为r的圆环上运动的独立粒子，试求其波函数和能量若苯分子的波长最长的吸收的中心在20001附近，则苯环的半径为多少？5074讨论下列分子的构型:(l)XeF4 XeO4 XeO3(4)XeOF2(5)XeOF45075用价电子对互斥理论说明下列分子和离子的形状和点群:SO32-；SO3；XeOF4；NO2+；NO25076根据你的知识，计算伸展的n-C21H44分子的长度5078下列核中哪些不能用来作为N M R 的研究对象？-()(A)I3C(B),4N(C)l2C(D)H5079产 生 E SR 与 NM R所需的无线电波的波长：-()(A)两者都一样(B)E SR 所需无线电波比N M R 的短(C)与 B 相反(D)都不对5080要测得某物质的质子N M R 谱，若仪器的操作频率为100兆周/秒，问需多大的磁场强度才能共振gN=5.5854,左 5.0508XI0 7 j“)5081在 90%乙醇水溶液的质子磁共振谱图中，一OH,CH2,CH3中质子所产生的三组峰中的小峰数分别为：-()(A)1,3,4(B)3,8,3(C)3,3,8(D)1,4,350 8 2下列质子的化学位移5值大小顺序为：-(1)醛基质子(2)烯燃质子(3)快烧质子(A)1 2 3(B)1 3 2(C)3 2 1 (D)2 3 1()50 8 3在乙醇(含痕量酸)核磁共振氢谱中，C H2因受邻近C H3中三个氢核的自旋偶合作用而使谱峰分裂成四重峰，但 C H2谱峰不会受同碳质子和OH质子的进一步分裂，其原因是什么？50 8 4自旋量子数为/的原子核在外磁场中能级分裂成 个能级，有机化合物的核磁共振谱主要是 核和 核的磁共振谱。

50 8 5顺磁共振的超精细结构是由何种相互作用引起的？-()(A)电子自旋一电子自旋(B)核自旋一核自旋(C)电子轨道一电子自旋(D)电子自旋一核自旋50 8 6下述分子中具有较高电离能的分子为：-()(A)乙烯(B)乙烷(C)丙烷50 8。